КАКО КОРИСТИТИ ТЕРМОИЗОЛАЦИОНЕ ВАТТРОЈНЕ МАТЕРИЈАЛЕ СА НИСКОМ ТОПЛОТНОМ ПРОВОДЉИВОСТИ ДА СЕ СМАЊИ ГУБИТАК ТОПЛОТЕ ТЕРМИЧКЕ ОПРЕМЕ?

Облога термичке опреме је конструисана од ватросталних материјала, који играју кључну улогу у губитку топлоте, а кључну улогу у томе имају ватростални материјали. На високим температурама, ватростални материјали морају не само да одржавају стабилност, већ и да одржавају топлоту што је мање могуће. Према томе, ватростални материјали морају имати својства топлотне изолације. ОК, мање складиштења топлоте.
1. Губитак топлоте термичке опреме
Термо опрема је генерално велики потрошач енергије. Што је температура виша, то је већа потрошња енергије. Топлотна ефикасност је у већини случајева веома ниска, а стопа искоришћења топлотне енергије је мања од 30 процената. Губитак топлоте термалне опреме углавном има следеће ставке:
(1) Топлота коју расипа сваки део површине тела термичке опреме може достићи 10 до 40 процената јединичне потрошње енергије производа;
(2) Губитак акумулације топлоте тела термичке опреме је мање важан за термичку опрему која ради непрекидно, а губитак топлоте у топлотној опреми која ради са прекидима достиже 5 до 25 процената;
(3) Губитак топлоте воденог хлађења, као што је цев за хлађење воде на шини непрекидне челичне пећи за грејање, није омотан ватросталним материјалима, а губитак топлоте је већи од 25 процената;
(4) Губитак топлоте услед лошег заптивања спојева, рупа и врата пећи, на пример, губитак топлоте врата електролучне пећи је већи од 35 процената;
(5) Губитак топлоте од издувних гасова.
Горе наведени губици топлоте се односе на ватросталне материјале, посебно (1)~(4) имају велику везу са перформансама топлотне изолације ватросталних материјала. Основни начин смањења топлотних губитака на површини тела пећи је одабир одговарајућих термоизолационих материјала за смањење површинске температуре тела пећи. Када је температура пећи константна, температура спољне површине углавном зависи од дебљине зида пећи и топлотне проводљивости материјала зида пећи. Повећање дебљине зида пећи ће довести до повећања складиштења топлоте тела пећи, што може повећати губитак топлоте. Стога је рационална употреба термоизолационих материјала постала најбољи избор.
Последњих година, термоизолациони материјали у мојој земљи су се брзо развили. Не постоје само обликовани производи од разних материјала, различите густине и различите топлотне проводљивости, већ и одговарајући аморфни ватростални материјали, ватростална влакна и производи од различитих материјала, силицијум калцијум плоче, наноизолационе плоче итд. Ови производи за топлотну изолацију имају различите спецификације изгледа, физички и хемијски показатељи, различити ефекти топлотне изолације и различите тржишне цене. Стога, дизајн облоге треба извршити у складу са условима употребе термичке опреме. Прикупите оригиналне податке, укључујући температурне параметре (температура топле површине термичке опреме, температура хладне површине), физичке константе (топлотна проводљивост термоизолационих материјала, насипна густина, максимална радна температура), економске параметре (цене ватросталног материјала, цене горива), калоријске вредности вредност, коефицијент искоришћења итд.), затим израчунати ефекат уштеде енергије, анализирати и упоредити, одабрати одговарајуће термоизолационе материјале и формулисати разуман план.
2. Примери смањења губитака топлотне дисипације термичке опреме
(1) Топлотна изолација лонца
Тренутно је просечна потрошња енергије у индустрији челика моје земље 50 одсто већа од оне у Јапану, а 30 одсто већа за велика предузећа. Лопатица је важна термичка опрема у индустрији челика. Да би кутлач била топла, прорачуном топлотне дисипације лонца и истраживањем термоизолационих материјала, утврђено је да унутрашњу облогу лонца треба извести четворослојним материјалима, тј. унутрашња површина челичне шкољке треба да буде премазана бојом за уштеду енергије, а унутрашња површина треба да буде 10 мм нано-изолациона плоча, а затим унутрашња нано-микронска изолациона плоча од 75 мм високе чврстоће, а затим је унутра радни слој. Радни слој линије за шљаку усваја циглу од магнезијума и угљеника са ниском топлотном проводљивошћу, а радни слој растопљеног базена усваја несагорену циглу квалитета корунда и шпинела. Ова метода се примењује на лонац за рафинацију од 120т, тако да је температура шкољке ливаде на линији шљаке око 225 степени, температура шкољке ливаде у растопљеном базену је око 200 степени, а омотача око 170 степени. . Ова структура за уштеду енергије постигла је добре резултате: ①Нано-микронски слојеви високе чврстоће и радни слој ниске топлотне проводљивости могу ефикасно заштитити нано плочу, задржати је на безбедној радној температури дуго времена и значајно побољшати век трајања термоизолациони слој и трајни слој; ② Потпуно може смањити температуру облоге за више од 100 степени, побољшати век трајања облоге, смањити гас који се користи за печење лепиња, значајно успорити температуру растопљеног челика, смањити температуру точења, побољшати метал принос, побољшање продуктивности рада и постизање уштеде енергије, заштите животне средине и сврха смањења трошкова.
(2) Композитна цигла ниске топлотне проводљивости за зону пролаза таласа у цементној ротационој пећи
Ротациона пећ за цемент је топлотна опрема која троши високу енергију, посебно у предњој и задњој прелазној зони. Ватростална облога није заштићена кожом пећи и директно долази у контакт са цементним материјалом. Температура тела пећи је висока, што повећава губитак топлоте и потрошњу горива и смањује тело пећи. и радни век потпорног ваљка, док је ватростални материјал лако оштетити. Да би се смањило расипање топлоте и опасности по безбедност, усвојена је трослојна структура радног слоја, термоизолационог слоја и термоизолационог слоја. Ако се за зидање користе три врсте ватросталних цигли различите топлотне проводљивости, често је подложан несрећу пада цигле са унутрашње облоге када ротирајућа пећ ради. Због тога се проучава вишеслојна композитна цигла ниске топлотне проводљивости, односно цигла има трослојну структуру: радни слој (дебљина силицијум мулитне опеке 0.140м), топлотна изолација слој (дебљина лаке мулитне цигле 0.035м), интерфејс за везивање ова два слоја усваја метод комбинације синусоидалне површине, а трећи слој је термоизолациони слој (плоча од керамичких влакана која садржи ЗрО2, дебљине 0,025м) . Концентрација напрезања вишеслојне композитне цигле је мања, а свеобухватна топлотна проводљивост вишеслојне композитне цигле је смањена са 2,74 на 1,50В/(м·К) оригиналне цигле од силицијум-молибдена, што смањује температуру омотач пећи за 50~70 степени.
(3) Конвертор за производњу челика од 260т компаније Ансхан Ирон анд Стеел усваја нано-изолациону плочу дебљине 20 мм уместо изолационе плоче од поликристалних влакана дебљине 40 мм ради оптимизације структуре облоге пећи,
Однос капацитета пећи се повећава, а производња челика се повећава да би се температура љуске пећи снизила за више од 11 степени. У току целог процеса рада конвертора нема феномена уситњавања и пада цигле за облагање. Истовремено, такође смањује време топљења и смањује потрошњу растопљеног гвожђа. .
(4) Материјал за набијање од силицијум карбида високе топлотне проводљивости за водено хлађени гасификатор праха угља
Водени зид гасификатора са прахом је обложен материјалом за набијање од силицијум карбида са високом топлотном проводљивошћу. На високој температури, шљака виси на облогу материјала за набијање од силицијум карбида. Због високе топлотне проводљивости силицијум карбида, шљака додирује унутрашњу Облогу се брзо кондензује, а како температура опада, топлотна проводљивост опада (види табелу 1). Унутар и изван пећи су врућа шљака, чврста шљака, ватростални материјал од силицијум карбида, водени зид, заштитни слој инертног гаса, аморфни ватростални материјал са високим садржајем глинице и спољашњи заштитни слој. Ово смањује губитак топлоте у пећи.
3. Питања на која треба обратити пажњу при избору термоизолационих материјала
У индустрији високих температура, постоји много примера коришћења термоизолационих материјала за уштеду енергије и заштиту животне средине. Термоизолациони материјал има високу порозност (преко 40 процената ~85 процената), малу запреминску густину (мање од 1,5 г/цм3) и ниску топлотну проводљивост (мање од 1,0 В/(м·К)). Међутим, када бирате ове термоизолационе материјале, обратите пажњу на следећа питања:
(1) Топлотна проводљивост термоизолационог материјала (λ)
Топлотна проводљивост се такође назива топлотна проводљивост, а њен реципрочни 1/λ је топлотни отпор. Што је мања топлотна проводљивост, то је бољи ефекат топлотне изолације. Познато је да ваздух има најмању топлотну проводљивост.
Топлотна проводљивост чврстих материјала је много већа од гасова, тако да поре чврстих материјала могу значајно смањити топлотну проводљивост материјала, тако да изолациони материјал мора бити високе порозности. Што је већа порозност, то је мања вредност λ.
Поред тога, величина пора такође има одређени утицај на вредност λ. На ниским температурама, топлотна проводљивост термоизолационог материјала опада са повећањем величине пора, а топлотна проводљивост изнад 800 степени, посебно изнад 1000 степени, брзо расте са повећањем величине пора. Дакле, висока температура узима топлотноизолациони материјал са малом величином пора, а ниска температура узима топлотноизолациони материјал са великом величином пора. Када је порозност иста, топлотна проводљивост микроструктуре у континуалној фази гасне фазе је мања од оне у континуалној фази чврсте фазе, а поре у материјалу влакана су непрекидне као и чврста фаза, тако да је топлотна проводљивост ватросталних влакана и производа је мала. У чврстој фази термоизолационих материјала, топлотна отпорност материјала веома варира због разлике у хемијском минералном саставу. Генерално, што је сложенија кристална структура, то је нижа топлотна проводљивост, а топлотна проводљивост стакла у чврстој фази је нижа од оне у кристалној фази. Како температура расте, топлотна проводљивост стаклене фазе се повећава; температура кристалне фазе се повећава, док се топлотна проводљивост смањује. Уједињено Краљевство је развило ултра-фини СиО2 композитни топлотноизолациони материјал са запреминском густином од око 0,24 г/цм3, а његова топлотна проводљивост је нижа од топлотне проводљивости свих термоизолационих материјала, чак нижа од оне мирног ваздуха.
(2) Отпорност на топлоту топлотноизолационог материјала
Неки термоизолациони материјали се користе на нижој температури. На пример, нано-изолационе плоче се користе у челичној кутлачи од 100т Анганг Стеел-а. Прекорачење температуре употребе ће се деформисати под притиском, што ће резултирати деформацијом облоге, што не само да погоршава перформансе топлотне изолације, већ доноси и безбедносне опасности. Због тога се сугерише да термоизолациони материјал углавном зависи од деформације скупљања на одређеној температури, а не од степена ватросталности. На међународном плану, температура при којој поновно сагоревање није више од 2 процента се генерално користи као температурни опсег за употребу топлотноизолационих материјала, а такође је и једна од разлика између термоизолационих материјала и чистих ватросталних материјала.
(3) Чврстоћа термоизолационог материјала
Због високе порозности и ниске релативне чврстоће, као што је горе поменута нано-изолациона плоча, ефекат топлотне изолације је добар, порозност је висока, а чврстоћа је ниска. Да би се обезбедиле транспортне и грађевинске потребе, изолациони материјал мора имати одређену чврстоћу. Посебно за неке термоизолационе производе који су у директном контакту са пламеном, веома је важно побољшати чврстоћу. Како се насипна густина повећава, јачина се повећава. Када је насипна густина иста, веза чврсте фазе је јача од везе гасне фазе, што је повезано са величином пора. Смањење величине пора је ефикасна техничка мера за побољшање чврстоће термоизолационих материјала.
(4) Атмосферски и термоизолациони материјал
Многа термичка опрема је обложена термоизолационим материјалима, а често се користе и различите заштитне атмосфере, као што су ЦО, ЦО2, Х2, Н2, итд. Ал2О3-СиО2 серије ватросталних материјала у водонику, СиО2 се враћа у метални силицијум и водене паре, Ал2О3 је веома стабилан, тако да у водонику треба изабрати изолационе материјале од алуминијума. Алуминијум-силикатна влакна садрже 3 до 4 процента Цр2О3, који се лако редукује у атмосфери која редукује водоник, тако да алуминијум-силикатна влакна која садрже хром-оксид не би требало да се користе у редукционој атмосфери.
(5) Метода изолације
На термичкој опреми у повременом раду, термоизолациони слој (фурнир од ватросталних влакана) може се директно поставити на врућу површину облоге пећи, чиме се постиже најбољи ефекат уштеде енергије. Бољи од ефекта топлотне изолације унутрашњег зида (вруће површине).